Лаб раб 7.1 для дистанционного обучения синий цвет. Учебнометодическое пособие по физике для дистанционной формы обучения новосибирск 2020 2 введение
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Федеральное агентство связи Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования СибГУТИ И.В. Грищенко В.В. Лубский Лабораторная работа 7.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ БИПРИЗМЫ ФРЕНЕЛЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ Новосибирск 2020 2 ВВЕДЕНИЕ 1. ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ВОЛНОВОЙ ОПТИКЕ И ЕГО СТРУКТУРА Целью данного лабораторного практикума является изучить и экспериментально исследовать интерференцию, дифракцию, поляризацию, вращение плоскости поляризации электромагнитных волн в диапазоне 380 760 нм. А также освоить методику измерений на оптических приборах, физические принципы которых занимают сегодня все более важное место в волоконно-оптических системах связи. Лабораторные работы выполняются по индивидуальному графику, по бригадам. График выполнения работ может не совпадать с графиком лекций. Поэтому каждая лабораторная работа предваряется обширным теоретическим материалом, позволяющим студенту самостоятельно ознакомиться с изучаемым явлением. Поскольку выполнение работ предполагается в дистанционном режиме, то каждая работа снабжена подробной инструкцией по проведению измерений. Это позволит студенту, в случае проблем со связью, выполнить работу, не обращаясь к преподавателю за помощью. В данном ресурсе содержится файл, предназначенный для выполнения лабораторной работы 7.1 по изучению явления интерференции света. 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТ 2.1 Прочитать теоретический материал, содержащийся в теоретическом введении к лабораторной работеи в рекомендованных учебниках. 2.2 Составить отчет, содержащий следующие разделы: а) титульный лист (смотрите Приложение 1 ); б) цель работы; в) краткая теория, которая включает в себя: основные определения и изучаемые законы, обоснование использования законов для вывода расчетной формулы, вывод расчетной формулы; г) описание лабораторной установки, включающее в себя схему установки с расшифровкой названий основных элементов; д) заготовки таблиц для занесения в них измеряемых и расчетных величин с указанием размерности этих величин. Отчет может быть набран в редакторе Word. При этом необходимо в колонтитулах обязательно указывать автора работы (фамилию и группу). Полностью готовая работа обязательно должна быть сохранена в pdf. 2.3 Получить допуск к работе. Знать и уметь объяснить: а) какое явление изучается и как; б) основные элементы установки; в) что измеряется, и что рассчитывается по экспериментальным данным; г) какие зависимости и законы исследуются, какие графики надо нарисовать в данной работе и примерный вид этих графиков. 3 2.4 Во время проведения лабораторного занятия проделать измерения и рассчитать результаты хотя бы одного измерения полностью (расчеты привести после таблицы с обязательным переводом всех величин в СИ). 2.5 Обязательно отметить выполненную работу у преподавателя, проводившего занятие. Без отметки преподавателя работа считается невыполненной. 3. ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 3.1 Должны быть полностью произведены все измерения, выполнены все расчеты, и все данные должны быть занесены в таблицы. 3.2 Должны быть построены графики с указанием физических величин и размерностей. Если требуется сравнение с экспериментальных данных с теоретическими, то соответствующий график теоретической зависимости строится на том же графическом поле. Графики могут быть выполнены в Mathcad или Excel. Допускается построение графиков вручную. В этом случае графики должны быть построены карандашом с использованием чертежных инструментов, размер графика не может быть меньше 12 см х 12 см. Графики выполняются на масштабно-координатной бумаге («миллиметровка»). График, выполненный вручную, оцифровывается (фотографируется, сканируется), вставляется в документ отчета как рисунок. Должны быть рассчитаны погрешности полученных величин, с использованием формул, приведенных в разделе «ЗАДАНИЕ». 3.3 В конце отчета должен быть записан вывод (краткое резюме по экспериментальным результатам, графическим зависимостям и результатам расчетов). 3.4 После вывода должны быть письменно выполнены ответы на контрольные вопросы. 3.5 Должны быть решены задачи, указанные преподавателем. Обычно номера задач соответствуют номеру бригады. 3.6 Должна пройти защита непосредственно у преподавателя результатов проделанной работы. 3.7 Обязательно требуется отметить зачтенную работу у преподавателя, проводившего занятие. Без отметки преподавателя работа считается незащищенной! 4 Лабораторная работа 7.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ БИПРИЗМЫ ФРЕНЕЛЯ 1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ Ознакомиться с явлением интерференции света. Методом бипризмы Френеля определить длину электромагнитной волны видимого диапазона. 2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Существует ряд явлений, в которых свет ведёт себя как поток частиц (фотонов). Однако такие явления, как интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия света, которые изучаются в данном лабораторном практикуме, могут быть объяснены только на основе волновых представлений. Таким образом, свет обнаруживает корпускулярно-волновой дуализм (двойственность): в одних явлениях проявляется его волновая природа, и он ведёт себя как электромагнитная волна, в других явлениях проявляется корпускулярная природа света, и он ведёт себя как поток фотонов. Плоская монохроматическая (синусоидальная) электромагнитная волна, распространяющаяся в нейтральной непроводящей среде с постоянными значениями электрической и магнитной проницаемости (ε = const, = const), описывается функциями (см. рис.1): , (1) где: Е 0 амплитуда напряжённости электрического поля в волне; H 0 амплитуда напряжённости магнитного поля в волне; циклическая частота; длина волны; волновое число; t – время, прошедшее от начала колебаний в источнике; х – координата, совпадающая с направлением распространения волны, расстояние от источника до данной точки; φ = t – kx + φ 0 фаза колебаний, зависящая от момента времени и координаты рассматриваемой точки пространства; φ 0 начальная фаза колебаний в точке с координатой х = 0. Как видно из формул (1), колебания векторов напряженности электрического E и магнитного H полей в электромагнитной волне происходят в одной фазе. Их амплитуды однозначно связаны между собой формулой: . Поэтому принято описывать такую волну лишь с помощью вектора , который иногда называется световым вектором. 5 При прохождении двух или нескольких электромагнитных волн через среду может сложиться ситуация, когда колебания напряжённостей электрического и магнитного полей разных волн в одних точках пространства будут усиливать друг друга, а в других ослаблять. Это явление называется интерференцией. Интерференция является результатом наложения двух или нескольких когерентных волн и сопровождается перераспределением их интенсивности в пространстве. В случае электромагнитных волн видимого диапазона вследствие интерференции происходит перераспределение светового потока в интерференционном поле, приводящее к появлению в одних местах максимумов интенсивности излучения, а в других – минимумов. Рис.1 Строение плоской электромагнитной волны Необходимым условием наблюдения интерференции является когерентность волн, что означает согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. При этом разность фаз колебаний в данной области пространства во все время наблюдения остается постоянной. Этому условию удовлетворяют монохроматические (синусоидальные) волны одинаковой частоты и одинакового направления колебаний вектора (одинаковой поляризации). Найдем результат суперпозиции двух монохроматических волн с одинаковой частотой колебаний и одинаковой поляризацией. Первый луч распространяется в среде с показателем преломления n 1 от источника S 1 , вторая волна распространяется в среде с показателем преломления n 2 от источника S 2 (рис.2). Первый луч проходит из S 1 до точки М расстояние , второй луч из S 2 до точки М расстояние 6 Рис.2 Схема интерференции двух волн В точке М, согласно принципу суперпозиции, напряжённость суммы двух волн равна геометрической сумме их напряжённостей: Однако приборы, как и наши глаза, регистрируют не напряжённость E , а усреднённую по времени плотность потока энергии электромагнитной волны, называемой интенсивностью света I в данной точке пространства. Интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды колебаний , где E 0 - амплитуда колебания напряжённости электрического поля E суммарной электромагнитной волны (см. формулу (1)), n – показатель преломления среды. Найдём I с помощью метода векторных диаграмм (рис. 3). Суть этого метода в следующем. Колебание изображается в виде вектора, длина которого равна амплитуде колебаний. Вектор вращается вокруг начала координат с угловой скоростью , численно равной циклической частоте колебаний. Проекция конца вектора на координатную ось будет изменяться со временем по закону синуса или косинуса угла поворота φ, соответствующего фазе колебаний. В точку М приходят две волны от источников S 1 и S 2 (рис.2). Тогда, согласно формуле (1), запишем: , (2) где и В случае, если частоты колебаний равны между собой 1 = 2 = , разность фаз остается постоянной с течением времени. В этом случае все три вектора вращаются вокруг начала координат как единое целое. Такие волны называются когерентными. Существуют понятия пространственной и временной когерентности. Временная когерентность связана с разбросом значений модуля волнового вектора , где фазовая скорость волны, с – скорость света в вакууме, абсолютный показатель преломления 7 среды. Пространственная когерентность связана с разбросом направлений вектора . Рис. 3 Векторная диаграмма сложения двух колебаний Согласно теореме косинусов (рис. 3): . (3) Поскольку интенсивность световой волны пропорциональна квадрату амплитуды напряжённости электрического поля волны, то формулу (3) можно переписать в виде: (4) Для когерентных волн интерференционный член в (4) не равен нулю в среднем по времени. Потребуем, чтобы , тогда: (5) Назовём величину оптической разностью хода двух лучей, величину - оптической длиной пути первого луча из S 1 до точки М, величину - оптической длиной пути второго луча из S 2 до точки М, (рис. 2). Подставляем в (5), получаем: , (6) где - длина волны в вакууме. Из (4) видно, что если разность фаз равна четному числу , то есть, , где m = 0, 1, 2, …, то 8 интерференционный член в (4) будет равен , интенсивность I будет максимальной. Напротив, если разность фаз будет равна нечетному числу , то есть, , где m = 0, 1, 2, …, то интерференционный член в (4) будет равен , интенсивность I будет минимальной. Подставляя последние условия в (6), получаем условия максимума и минимума интенсивности интерференционной картины: , (m = 0, 1, 2, …) – условие максимума (7) , (m = 0, 1, 2, …) – условие минимума (8) Поскольку два независимых оптических излучателя (например, лампы накаливания) практически всегда некогерентны, для получения когерентных световых потоков пользуются следующим искусственным приёмом. Световой поток от одного излучателя разделяют на два, которые когерентны. После этого потоки вновь объединяют и наблюдают интерференционную картину. Рассмотрим интерференционную схему на примере бипризмы Френеля, используемой в настоящей работе. Бипризма Френеля (рис. 4), представляет собой две призмы с общим основанием, изготовленные из одного куска стекла и имеющие малый преломляющий угол θ. Рис.4 Бипризма Френеля Обычно величина преломляющего угла не превышает нескольких десятков угловых минут. Свет падает на бипризму от щели «S», расположенной параллельно ребру «ВС» (рис.5). Свет от источника S преломляется в обеих призмах, в результате чего за бипризмой распространяются световые пучки, как бы исходящие из мнимых источников S 1 и S 2 , являющихся когерентными (Рис.6). На экране «Э» происходит наложение когерентных световых пучков, и наблюдается интерференция в области PQ. Можно показать, что в случае, когда преломляющий угол θ призмы очень мал и углы падения лучей на грань призмы не очень велики, все лучи после призмы отклоняются на практически одинаковый угол, равный 9 (9) Где n – показатель преломления призмы. Угол = 2φ называется апертурой перекрывающихся световых пучков. Рис. 5. Схема наблюдения интерференции при помощи бипризмы Френеля Рис. 6 Поле интерференции бипризмы Френеля Найдём аналитическое выражение для определения длины волны λ. Пусть экран «Э» расположен нормально к оси симметрии (SО) измерительной установки (рис. 7). Пусть в точке М экрана наблюдается 10 интерференционный максимум от двух плоских когерентных волн, распространяющихся из двух источников S 1 и S 2 вдоль направлений S 1 M и S 2 M. Расстояние между источниками равно l, а расстояние от источников до экрана равно L. Оптическая разность хода между лучами S 1 M и S 2 M в точке M в случае, если экран расположен достаточно далеко от источников и l< , где n –абсолютный показатель преломления среды, в которой распространяются волны. Введём следующие обозначения (рис.7): расстояние между источниками , расстояние от источников до экрана «Э» , геометрическая разность хода лучей , расстояние от центра экрана до точки наблюдения интерференции М (координата точки M) . Рис.7 Схема интерференции от двух источников При можно считать, что и (10) Исключая β из системы (10), получаем расстояние между центром интерференционной картины (точкой О) и максимумом произвольного порядка в точке М: . (11) Согласно (11), для максимумов различных порядков m и k имеем: ; (12) Согласно (7): 11 . (13) Подставляя (13) в (12), можно определить расстояние от центра экрана до максимума произвольного порядка. ; (14) Вычитая уравнения (14) почленно, получаем: Рассмотрим соседние максимумы, для которых m = k+1. Для этого случая вводится величина у, которая называется шириной интерференционной полосы. (15) Получим из (15) длину электромагнитной волны: , (16) где длина волны в среде, заполняющей пространство между источником и экраном. Если среда – воздух, то n 1. Таким образом, чтобы достичь цели данной лабораторной работы и определить длину волны применяемого излучения, нужно узнать три величины: ширину интерференционной полосы у, расстояние между мнимыми источниками и расстояние от источников до экрана наблюдений L. Поскольку величина y даже в оптимальном случае не превышает десятых долей миллиметра, экран не пригоден для наблюдения интерференционной картины и вместо него используется измерительный микроскоп. Величина y определяется с помощью измерительной шкалы R, вставленной в окуляр микроскопа (рис. 8). Поскольку максимум и минимум интенсивности не имеют четких границ, то условились шириной светлой интерференционной полосы считать расстояние между серединами соседних темных полос (минимумов), а шириной темной полосы считать расстояние между серединами соседних светлых полос (максимумов). Если на N интерференционных полос в интерференционной картине (рис. 8) приходится N 1 делений измерительной шкалы R, а цена одного деления шкалы равна С, то величину у рассчитывают по формуле: . (17) В качестве примера на рис.8 на N=3 светлых полос приходится N 1 = 20 делений шкалы. Для определения расстояния между мнимыми источниками S 1 и S 2 используют линзу и микроскоп (рис. 9). 12 Рис. 8 Схема измерения y Рис. 9 Схема измерения расстояния между мнимыми источниками S 1 и S 2 Из подобия треугольников и S 2 OS 1 следует (рис.9), что и , где а – расстояние от щели до линзы Л, a' - расстояние от линзы Л до объектива микроскопа, - расстояние между изображениями и мнимых источников S 1 и S 2 . Если величине соответствует N 2 делений измерительной шкалы микроскопа, то . (18) 13 3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Установка состоит из источника света «И», щели «S», бипризмы «Б», измерительного микроскопа «М» с экраном «Э», линзы и светофильтра (рис. 10). Линза и светофильтр на схеме (10) не показаны. Все вышеуказанные приборы крепятся на оптической скамье (рис.11). Рис. 10 Схема лабораторной установки Рис.11 Экспериментальная установка. М - микроскоп МПБ-3, Л - линза, Ф - светофильтр, Б - бипризма, Щ - щель, И - источник света. 4.ЗАДАНИЕ Выпишите отдельно рабочие формулы № формулы Формула Величины, входящие в формулы 17 у – ширина интерференционной полосы, N – число интерференционных максимумов, N 1 – число делений шкалы микроскопа, соответствующих N максимумов С – цена одного деления шкалы 14 18 – расстояние между мнимыми источниками S 1 и S 2 а – расстояние от щели до линзы a' – расстояние от линзы Л до объектива микроскопа С – цена одного деления шкалы N 2 – числоделений измерительной шкалы микроскопа между изображениями мнимых источников 16 – длина волны используемого света, у – ширина интерференционной полосы, – расстояние между мнимыми источниками S 1 и S 2 L – расстояние от щели до экрана наблюдений 4.1. Подготовить таблицу 1 для записи результатов измерений. Таблица 1 N 1 N y, м N 2 L, м а, м a', м ℓ, м λ, м 4.2. Определение длины электромагнитной волны λ. 4.2.1. Установка собрана по схеме, соответствующей рис.10 (без светофильтра и линзы). Вид интерференционной картины на экране показан на рис.12. Зарисовать в цвете вид полученной интерференционной картины. Обратите внимание, что именно эту картину нужно объяснить в ответе на контрольный вопрос 6.9. Белая линия на данной фотографии является центром интерференционной картины. 15 Рис.12 Интерференционная картина, полученная без светофильтра 4.2.2. На штатив оптической скамьи установлен светофильтр. Вид интерференционной картины показан на фотографии (рис.13). Синие линии соответствуют максимумам интенсивности, темные линии – минимумам. Ширина одного максимума принимается равной расстоянию МЕЖДУ СЕРЕДИНАМИ соседних минимумов. Цена деления микроскопа определяется ПО ВЕРХНЕЙ ШКАЛЕ и равна C = 0,02 мм. Для повышения точности измерений определяется число делений N 1 , соответствующих N максимумов (смотрите таблицу 2). 16 Таблица 2. № бригады N 1 и 4 4 2 и 5 5 3 и 6 6 4.2.3. Измерить ширину y максимумов интенсивности. Для этого определить число делений N 1 измерительной шкалы микроскопа, приходящихся на N максимумов интенсивности. Записать значения в таблицу 1. Рис.13 Интерференционная картина с применением светофильтра В качестве помощи для измерения N 1 посмотрите на пример определения N 1 , соответствующих N = 4 максимумам (рис.14). В данном примере N 1 = 76 делений. ДАННЫЙ РИСУНОК – ИМЕННО ПРИМЕР, А НЕ РЕАЛЬНАЯ УСТАНОВКА! 17 Рис.14 Пример определения числа делений N 1 4.2.4. На штатив оптической скамьи установлена линза «Л» согласно рис.11. На экране получено резкое изображение мнимых источников и в центре поля зрения окуляра микроскопа (рис.15). Изображения и имеют вид двух светящихся полосок, разделённых тёмным промежутком. Подсчитать число делений N 2 измерительной шкалы R между центрами двух светящихся полосок и записать в таблицу 1 Рис.15 Изображения мнимых источников 18 4.2.5. Измерить расстояние L от щели до объектива микроскопа, расстояние «а» между линзой и щелью и расстояние «а'» между линзой и объективом микроскопа (рис.16), записать в таблицу. Рис.16 Измерение расстояний 4.2.6. По формуле (17) вычислить у, по формуле (18) вычислить ℓ, длину волны λ вычислить по формуле (16). 4.3 Определение погрешностей измерения длины волны 4.3.1. Вычислить относительную погрешность измерения электромагнитной волны [2]: , где , Абсолютные погрешности измерения длин a , a , L зависят от приборных погрешностей линеек и принимаются равными половине цены деления шкалы линейки ( a, a', ℓ , L ) . Для остальных величин абсолютные погрешности: C = 0,1 C; N 1 = 2; N 2 =0,1 N 2 19 4.3.2. Вычислить абсолютную погрешность измерения электромагнитной волны: , где λ рас – длина волны, полученная в результате расчетов в пункте 4.2.6. 4.4. Запишите конечный результат для длины электромагнитной волны в виде: 4.5. Сравните полученное значение длины волны со справочными значениями ( Приложение 2 ). 4.6. Запишите основные выводы по выполненной работе. 5. ПЕРЕЧЕНЬ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 1. Одна таблица. 2. Результаты расчетов длины волны. 3. Результаты вычисления погрешностей. 4. Сравнение полученного значения длины волны со справочными значениями (Приложение 2) 5. Выводы. 6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 6.1. Что такое корпускулярно-волновой дуализм? Расскажите о строении электромагнитной волны. 6.2. Что такое интерференция электромагнитных волн? Приведите примеры из повседневной жизни. 6.3. Что регистрируют наши глаза и приборы при попадании в них электромагнитных волн? 6.4. Какие волны называются когерентными? Перечислите условия для создания интерференционной картины. Что такое пространственная и временная когерентность волн? 6.5. Выведите условиямаксимума и минимума интенсивности интерференционной картины (7) и (8). 6.6. Расскажите об интерференционной схеме с бипризмой Френеля. Что такое апертура перекрывающихся световых пучков? 6.7. Выведите расчётную формулу (16) для вычисления 6.8. Почему после введения линзы «Л» (рис. 9) интерференционная картина на экране разрушается? 6.9. На основе экспериментальных данных и анализа формул (14) объясните последовательность чередования цветов спектральных линий в спектре, изучаемого в п. 4.3.1. 6.10. Объясните, почему после введения красного фильтра число видимых интерференционных полос увеличивается? 7. ЛИТЕРАТУРА 20 1. Лисейкина Т.А. Курс физики. Раздел четвертый. Волновая оптика [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Т. А. Лисейкина, Т. Ю. Пинегина, А. Г. Черевко ; Сиб. гос. ун-т телекоммуникаций и информатики. - Электрон. дан. (1 файл). - Новосибирск : СибГУТИ, 2007. - 144 с. : ил. - Библиогр.: с. 143. - Загл. с титул. экрана. - Электрон. версия печ. публикации . - Режим доступа: http://ellib.sibsutis.ru/ellib/2007/25-Liseykina.rar, по паролю. - : Б. ц. Авт. договор № 387 от 22.06.2015 г 2. Черевко А.Г. Расчёт неопределённостей результата измерений в физическом эксперименте: методические указания к лабораторному практикуму. Новосибирск: СибГУТИ, 2002. 3. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 560с 8. ЗАДАЧИ 1.1 Расстояние ℓ между мнимыми источниками S 1 и S 2 равно 0,55 мм. Используется зеленый светофильтр с длиной волны 550 нм. Каково расстояние от источников S 1 и S 2 до экрана, если расстояние между соседними темными полосами равно 0,4 мм? [0,4 м] 1.2 Свет с длинами волн 520 нм и 680 нм проходит через две щели, расстояния между которыми 0,4 мм. На какое расстояние смещены относительно друг друга интерференционные полосы второго порядка для этих двух волн на экране, расположенном на расстоянии 1,5 м от щелей? [1,2 мм] 2.1 Найти расстояние между третьим и пятым максимумами на экране, если расстояние от источников до экрана S 1 и S 2 равно 0,5 м, расстояние между источниками равно 0,2 мм. Используется светофильтр с длиной волны 0,6 мкм. [3 мм] 2.2 Одна из двух щелей в опыте Юнга закрыта очень тонким слоем прозрачного пластика с показателем преломления n = 1,6. В центре экрана вместо максимума интенсивности – темная полоса. Чему равна минимальная толщина пластика, если используется зеленый свет с длиной волны 510 нм? [425 нм] 3.1 Расстояние ℓ между мнимыми источниками S 1 и S 2 равно 0,2 мм. Источники расположены на расстоянии 0,3 м от экрана. Найти длину световой волны, если третий интерференционный минимум расположен на расстоянии 2,52 мм от центра интерференционной картины. Какого цвета светлые полосы в данной интерференционной картине? [560 нм] 3.2 Видимый свет с длиной волны 400 нм падает на две щели, находящиеся на расстоянии 2,8 10 2 мм друг от друга. Интерференционная 21 картина наблюдается на экране, отстоящем от щелей на расстоянии 18,5 см. Определить расстояние между соседними интерференционными полосами, если щели и экран поместить в воду (n = 1,33). [2 мм] 4.1 Найти угловое расстояние между соседними светлыми полосами (рис. 7), если известно, что экран отстоит от когерентных источников S 1 и S 2 на 0,4 м, а пятая светлая полоса на экране расположена на расстоянии 0,6 мм от центра интерференционной картины. [3 10 4 рад] 4.2 Найти длину волны света в опыте Юнга, если при помещении на пути одного из интерферирующих лучей стеклянной пластинки (n = 1,5) толщиной 4 мкм картина интерференции на экране сместится на 4 светлые полосы. [500 нм] 5.1 Расстояние ℓ между мнимыми источниками S 1 и S 2 равно 0,45 мм. Светофильтр пропускает красный свет с длиной волны 640 нм на экран, расположенный на расстоянии 35 см от источников. Сколько светлых полос умещается на 1 мм длины экрана? [20] 5.2 Расстояние от бипризмы Френеля до узкой щели и экрана равны соответственно b=25 см и a=100 см. Бипризма стеклянная с преломляющим углом . Найти длину волны света, если расстояние между интерференционными полосами мм y 55 , 0 . Указание: используйте рис.6 и формулу (9). [640 нм] 6.1 Ширина интерференционной полосы в опыте с бипризмой Френеля равна 0,25 мм. Расстояние от источников S 1 и S 2 до экрана равно 0,5 м. Используется красный светофильтр с длиной волны 0,7 мкм. Чему равно расстояние ℓ между мнимыми источниками S 1 и S 2 ? [1,4 мм] 6.2 Свет с длинами волн 400 нм (фиолетовый свет) и 700 нм (красный свет) проходит через две щели, расстояния между которыми 0,4 мм. На какое расстояние смещены относительно друг друга интерференционные полосы третьего порядка для этих двух волн на экране, расположенном на расстоянии 1,0 м от щелей? [2,25 мм] 22 Приложение 1 Федеральное агентство связи СибГУТИ Кафедра физики Лабораторная работа №7.1 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ БИПРИЗМЫ ФРЕНЕЛЯ» Выполнил: студент гр. АБ-65 Иванов И. И. Преподаватель : Петров П.П. Измерения сняты дата подпись Отчет принят Защита: оценка дата подпись Новосибирск 2020 г. 23 Приложение 2 Диапазоны длин волн видимого света Цвет Диапазон длин волн, нм Фиолетовый 380-450 Синий 450-480 Голубой 480—500 Зелёный 500—560 Жёлтый 560—590 Оранжевый 590—620 Красный 620—760 Оптическое излучение с длиной волны менее 380 нм относится к УФ диапазону, с длиной волны более 760 нм относится к ИК диапазону и человеческому глазу не доступно. |